19.08.2010
Membranverfahren zur Auftrennung von gasförmigen und flüssigen Stoffgemischen
Prof. Claudia Staudt , Heinrich Heine Universität Düsseldorf
Dr. Daniela Katarzynski , GE Healthcare Europe GmbH
Dr. Ines Bettermann , CUT Membrane Technology
Als Membranen werden dünne semipermeable Schichten bezeichnet. Biologische Membranen kommen zum Beispiel als Zellmembranen vor, die nicht nur Schutz vor äußeren Einwirkungen bieten, sondern auch die Versorgung der Zellen mit Nährstoffen und den Abtransport von Schadstoffen und Stoffwechselprodukten regulieren. Die ersten Versuche zur Stofftrennung mit natürlichen Membranen wurden bereits 1748 von Abt Nollet durchgeführt, der das Phänomen der Osmose entdeckte. Das Prinzip der Stofftrennung durch Membranen kann unter Verwendung geeigneter synthetischer Membranen auf technische Prozesse, beispielsweise zur Aufbereitung von Erdgas und Biogas, zur Entwässerung von Bioethanol aber auch zur Reduktion von Emissionen aus Abluftströmen eingesetzt werden.
Stofftrennung mit Membranen:
Die Auftrennung von gasförmigen und flüssigen Gemischen gehört zu den zentralen Problemen der chemischen Industrie. Häufig fallen bei der Produktion von Grundchemikalien, wie beispielsweise bei der Herstellung von Ethylen, Propylen oder auch Benzol Kosten für Reinigungsbzw. Trennprozesse an, die über die Hälfte der Produktkosten ausmachen. Bislang werden industrielle Reinigungsprozesse überwiegend mit konventionellen Verfahren wie zum Beispiel Destillation, Rektifikation, Kristallisation oder Ad- bzw. Absorption durchgeführt. Solche Verfahren erfordern teilweise einen großen apparativen Aufwand und sehr hohe Energiekosten. Alternative Trennverfahren, z.B. Membrantrennprozesse, gewinnen immer mehr an Bedeutung, da sie häufig energiesparender und damit günstiger als konventionelle thermische Trennverfahren sind.
Membrantrennverfahren lassen sich mit konventionellen Verfahrensweisen kombinieren (Hybridprozesse) oder können diese in vielen Fällen vollständig ersetzen. Membranbasierende Trennverfahren bestehen aus kompakten, leicht zu transportierenden Einheiten, die im Regelfall einfach und wartungsarm zu bedienen sind.